检测仪表复习总结
更新时间:2023-12-08 13:09:01 阅读量: 教育文库 文档下载
绪论
1. 化工生产中的主要测量参数:温度、物位、压力、流量、物性和物质成分
2. 测量的含义:用实验的方法确定一个参数的量值(数值和单位) 实质:通过实验,将
被测量和标准进行比较,确定被测对象的大小和单位
3. 化工测量仪表主要由三部分组成:检测环节、传送放大环节、信号处理显示环节 4. 测量方法:直接测量(最基本)、间接测量、组合测量 5. 最大引用误差?允许误差
6. 测量范围:测量仪表的误差处在规定极限内的一组被测点。
量程:测量范围的上限值和下限值的代数差 例:测量范围400—1000℃,则量程为600℃
7. 仪表的精度:用引用误差或相对误差的形式给出,由仪表的基本误差所决定
8. 仪表的灵敏度过高,仪表的精度要下降。仪表标尺上的分格值不能小于仪表允许误差的
绝对值
9. 分辨力:最小刻度值的一半 10. 误差的分类:
系统误差:由测量系统本身的问题所引起;在一定条件下,误差是固定的或者按一定规律变化;可通过实验对比法和残差校验法在有限程度内补偿
随机误差:由于复杂的客观事物内部中尚未认识而无法控制的因素造成;大小和方向没有规律,总体符合正态分布;可增加测量次数取平均值
粗大误差:由于测量方法不当或操作人员的失误造成;在一定测量条件下,绝对值特别大,显著偏离实际值,必须剔除;根据拉依达准则(测量次数大于30)和格布罗斯准则剔除 11.拉依达准则:求平均值,求标准差,计算残差,若vk?3?,则剔除 12.格布罗斯准则:求平均值,求便准差,计算残差,计算残差与标准差比值
?i?vi?,若?k??n(?),则剔除。
压力测量
1. 工程上的压力即物理学中的压强
2. 压力的三种表示方式:绝对压力,表压,真空度。工业上使用的压力表和真空表,指示
值分别为表压和真空度 3. 工程技术上的压力单位:帕(Pa)、工程大气压(kgf/cm)、毫米汞柱(mmHg)和
毫米水柱(mmH2O)
425 1kgf/cm?0.9807?10帕=1?10mmH2O
21MPa?1000kPa?10.2kgf/cm2
4. 三种测量压力方法:应用液柱测量压力;应用弹性变形测量压力;应用电测法测量压力
原理 关系 液柱式压力计 液体静压原理 被测压力表压于工作液高度成正比弹性式压力计 弹性元件受力后发生弹性形变 弹性元件位移与被测压力成正比 电气式压力计 压力通过传感器转换成电量大小 输出电量与压力通过电阻、电容、电感或谐振频率有关,视具体电路而定 h? 特点 P?Pap ?(???')g??g测量准确,不能远距离传送,容易出现视差,适用于低压、负压或压力差测量 单管压力计绝对误差比U型管减少一半 结构简单,体积小,方便进行原具体传测力哪个范围广,送与监控,可与计精度高,仅适用于算机连接进行分析 压力的就地显示和远距离报警 弹簧管截面积必须是扁圆形或椭圆形 可用压力变送器转换成标准电信号或其信号 其他 5. 压力表的选择
仪表标尺使用范围保持在1~满刻度
3弹性式压力计:负荷变化大,使用范围为标尺的1~2
333 负荷变化小,使用范围为标尺的1~3
4 测量脉动压力,使用范围为标尺的1~1
332 测量高压压力,使用范围为标尺的1~3
5一般所选测量上线应大于或至少等于计算出的上限值,并同时满足最小值要求 在满足生产要求的前提下,尽可能悬着精度低、价廉耐用的仪表
物位测量
1. 物位的测量方法:直读式测量、浮力式测量、静压式测量、电气式测量、声波式测
量、核辐射式测量 直读式测浮力式测静压式测电气式测声波式测核辐射式量 原理 连通器原理 量 恒浮力或变浮力 量 通过测量液柱的静压测出液位高度 存在迁移问题 量 物位转换成电参数 量 超声波被接触面反射 受温度变化影响 测量 射线被中间物质吸收而减弱 关系非线性、不受环境影响、有害 特点 结构可可就地指靠,直观、示,也可怕污染、远传 不能远传 可测量液位、粉末状固体料位 2. 恒浮力:把液位变化转换成机械位移
变浮力:液位变化转换成浮力变化,再转换成机械位移 静压式测量:?p?H?g(无迁移,基准点与最低液位一致)
浮筒式液位计:液位高度与杠杆受力变化量成比例关系,液位越高,作用在杠杆上的力越小,扭角越小
3. 差压式液位计:
静压原理,液位与容器两点的静压差成正比;力矩平衡原理,力转换成位移,放大,
输出信号与压差成正比 H??p(?H?g)?I
Io?K??p?K'?F附
电动III型差压变送器(输出为标准4~20mA电流信号) 4.迁移问题
正、负迁移:改变测量范围的上下限,但不改变量程的大小。
无迁移:基准点与最低液位一致?p?P??P??(H?g?PA)?PA ?H?g
即H?0时?p?0
负迁移:有隔离液?p?p??p? ?H?1g?(h2?h1)?2g(H?0时,?p?0) 正迁移:安装位置低于最低液位?p?H??1g?h??1g(H?0时,?p?0)
流量测量
1. 流量的定义:单位时间内流过管道某截面的流体的体积、质量
A体积流量qv?v?dA
0?质量流量qm???v?A(气体中密度随压力和温度变化)
t2总量(累计流量)V?qm?dt
t1?2. 几种流量测量方法
体积流量的测量方法:
①容积法:应用齿轮、刮板、活塞、皮膜等的测量方法 ②流体力学法:
应用动能和静压能转换的测量方法(差压式(节流式)流量计) 应用改变流通面积的测量方法 应用流体离心力的测量方法
应用流体振动的测量方法 应用流动矩的测量方法
③电学法:应用电磁感应的测量方法
④声学法:应用时差、频差、相位差的测量方法 ⑤热学法:应用热导、热量的测量方法 ⑥光学法:应用激光测量流速的方法 质量流量的测量方法: ①直接法:
差压式测量方法 角动量式测量方法
应用麦纳斯效应的测量方法 应用科里奥利力的测量方法 ②推导法 容积式测量 节流式测量 (差压式流量计) 动压式测量 原理 把流体连续不断分割成固定体积单元 动压能和静压能相互转换,由压差测流量 流体冲击阻力体损失动压力 流量变化导致阻力体变化,流体流体面积变化 流体流动推动叶轮旋转 流体振荡原理 法拉第电磁感应 声波传播速度与流体流速有关 输入输出关系 特点 精度高,0.2—0.5级 量程范围大,1:10以上 变送器和密度计组合的方法 变送器和密度计组合的方法 变送器和变送器组合的方法
V?n?Vo qm?k?P qv?kF 精度1.0,量程比3:1 仪表刻度非线性 精度1.0,量程比3:1 适用于高粘度、低雷诺数流体 变面积是测量 (转子流量计) 叶轮式测量 流体振动式测量 电磁感应式测量 应用超声波测量 qv?A0?k 精度2.0,量程比10:1 适用于小流量流体 精度0.5,量程比10:1 易受流体密度、粘度影响 qv?k?? qv?k?f qv?k?Ex qv?k??t 精度0.5—1.0,线性范围100:1 精度1.0,量程比100:1,仅适用于导电液体 无接触测量,可测量高粘度、非导电介质以及气体流量 质量流量测量 qm???v?A 3.节流式(差压式)流量计的组成:节流装置、信号管路、差压计
差压式流量计优点:测量方法简单,技术成熟;没有可动元件,工作可靠;适用性强 缺点:安装要求严格,上下游需要足够长度直管段;测量范围窄;刻度非
线性;压力损失大
4.常用的节流元件:同心圆孔板、文丘里管、喷嘴、偏心孔板、 圆缺孔板、1/4圆孔板、 文丘利喷嘴
5.常用的取压方式:角接取压法、法兰取压法、径距取压法、理论取压法、管接取压法 取压位置不同,即使流过节流件流量是同一数值,测得差压不同 6.差压式流量计:qm?C?a1??42???P???a2???P(C为修正系数,??dD,a为节流件流通面积)
对于可压缩性流体,引入流束的膨胀系数?
其流量基本公式qm?????a2???P,qv?????a2???P
注:对于液体,??1;对于气体,?为节流件前的流体密度 7.差压式流量计实用流量公式:qm?????a2???P??????4d22???P
即流体流量与压差的平方根成正比
8.转子流量计,采用变面积式测量方法,转子所处平衡位置高低与流体流量大小相对应。特点:结构简单、工作可靠,量程比较宽,标尺线性,适用于测量小流量 输入输出关系:qv???d?tg???2g?Vf(?f??)??Af?h(?f—转子的密度,?—流体
密度),即流体体积流量与转子位置之间呈线性关系 9.转子流量计的修正: ①液体流量的修正 qv?qv0? ②气体流量修正
qv?qv0?(?f??)??0(?f??0)??(?0—水的密度,?—被测液体的密度)
?0?空气的密度?0P0?T?Z?() ?P?T0?Z0??被测气体密度
10.质量流量计:工业生产中,计算物料平衡、热平衡、或经济核算的需要
qm???v?A
测量方式:直接式—直接检测出与??v成比例的信号
推导式—分别检测出密度和流速,在仪表中相乘后输出 差压式:P1?P3?4Kq???qv?K1???qv,即压差与质量流量成正比
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